JP6491498B2 - Charging system - Google Patents
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Description
本発明は、走行ロボットなどの自律移動体とドッキングし、上記自律移動体に備えられた充電式電源を充電する充電装置と、上記自律移動体と上記充電装置とを備えた充電システムに関するものである。 The present invention relates to a charging device that docks with an autonomous mobile body such as a traveling robot and charges a rechargeable power source provided in the autonomous mobile body, and a charging system that includes the autonomous mobile body and the charging device. is there.
近年、例えば、自律移動可能な自律移動体が工場内の搬送に使用されるだけでなく、機能が追加され市場で販売されるようになってきた。このような自律移動体は、自律移動体内部の各部分を駆動させるための電源として、充電式電源（バッテリー）を搭載しており、この充電式電源に電力を供給し、充電を行うための自律移動体用の充電装置も、自律移動体とともに開発されている。 In recent years, for example, autonomous mobile bodies that can move autonomously are not only used for transportation in factories, but also have been added functions and sold in the market. Such an autonomous mobile body is equipped with a rechargeable power source (battery) as a power source for driving each part inside the autonomous mobile body, and supplies power to the rechargeable power source for charging. A charging device for an autonomous mobile body has also been developed together with the autonomous mobile body.
自律移動体および充電装置においては、一般的には、自律移動体側の充電式電源に接続された充電端子（充電電極）および充電装置側の給電端子（給電電極）は充電時以外にも露出した状態にあり、内部に備えられた保護回路で保護しているとはいえ、回路に異常が発生した場合などには、周囲に存在する人の安全が保証できない。 In autonomous mobile bodies and charging devices, in general, the charging terminal (charging electrode) connected to the rechargeable power source on the autonomous mobile body side and the feeding terminal (feeding electrode) on the charging device side are exposed at times other than during charging. Although it is in a state and is protected by a protection circuit provided inside, in the event of an abnormality in the circuit, the safety of the people present in the surroundings cannot be guaranteed.
例えば、特許文献１には、充電台の給電端子と自走式掃除機の充電端子とが充電時以外にも露出された構成について開示されている。
For example,
また、特許文献２には、移動体に備えられた蓄電池端子と、充電接続装置に備えられたクランク機構で駆動され延伸する充電端子とについて記載されており、蓄電池端子と充電端子とは充電時以外にも露出された構成となっている。 Patent Document 2 describes a storage battery terminal provided in a moving body and a charge terminal driven and extended by a crank mechanism provided in a charging connection device. Besides, it is exposed.
特許文献３には、ロボットと給電装置との両方の充電に係る端子部（電極部）をカバー部材で保護し、安全に充電を行う充電システムに関する技術が開示されている。この構成によれば、ロボットと給電装置との両方に扉を設け、両装置が接触したことを検知した段階で該扉を開放し、ロボット側に設置された端子部を給電装置側へ伸張することにより、ロボット側の端子部と給電装置側の端子部とを接触させるようになっている。したがって、この構成によれば、端子部を充電時以外に露出させることなく、安全性を向上させた充電システムを実現している。
しかしながら、上記特許文献３に開示されている充電システムの場合、ロボット側の端子部は、円錐台形状を有し、その先端部に＋側電極と−側電極とが設けられている。一方、給電装置側の端子部は、上記ロボット側の端子部と接触するため、円錐台形状の凹部を有するように形成されており、その先端部は、ロボット側の端子部の＋側電極および−側電極のそれぞれと接触できるように＋側電極と−側電極とが設けられている。このような端子部形状を有しているため、充電時には、ロボットは給電装置に対して、決められた位置に高精度に移動して止まる必要が生じ、この決められた位置から少しでもずれると、ロボットは給電装置に対して、新たに位置を取り直す必要が生じてしまう。
However, in the case of the charging system disclosed in
本発明の目的は、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置および充電システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a charging device and a charging system that improve safety by suppressing exposure of electrodes and do not require high-accuracy movement of an autonomous moving body during charging.
本発明の充電装置は、上記課題を解決するために、第１電極と、第２電極と、上記第１および第２電極を保護する開閉式カバーと、を備えた充電装置であって、上記第１および第２電極を上記充電装置の外側に延伸させる延伸機構を備え、上記第１および第２電極は、上記充電装置の高さ方向である第１方向より上記第１方向と直交する第２方向に長い形状を有し、かつ、上記第１方向において所定間隔で配置されており、上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転するように設けられ、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が露出することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a charging device of the present invention is a charging device including a first electrode, a second electrode, and an openable / closable cover that protects the first and second electrodes. A stretching mechanism for stretching the first and second electrodes to the outside of the charging device is provided, and the first and second electrodes are orthogonal to the first direction from a first direction that is a height direction of the charging device. It has a shape that is long in two directions, and is arranged at a predetermined interval in the first direction, and the openable cover is arranged in the second direction located above or below the first and second electrodes. It is provided so as to rotate about an axis, and as the first and second electrodes are moved by the extension mechanism, the openable cover is gradually opened, and the first and second electrodes are exposed. Yes.
本発明の一態様によれば、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置を実現できる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to realize a charging device that further improves safety by suppressing exposure of an electrode and does not require high-accuracy movement of an autonomous moving body during charging.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成の寸法、材質、形状、相対配置、加工法などはあくまで一実施形態に過ぎず、これらによってこの発明の範囲が限定解釈されるべきではない。さらに図面は模式的なものであり、寸法の比率、形状は現実のものとは異なる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, processing methods, and the like of the configurations described in this embodiment are merely one embodiment, and the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Further, the drawings are schematic, and the ratio and shape of dimensions are different from actual ones.
〔実施の形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１から図８に基づいて説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は、走行ロボット（自律移動体）３０と充電装置５０とを備えた充電システム（走行ロボットのドッキングシステム）１の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a charging system (a traveling robot docking system) 1 including a traveling robot (autonomous mobile body) 30 and a
図示されているように、充電システム１は、走行ロボット３０と、充電装置５０とを備えている。
As illustrated, the
走行ロボット１０は、走行ロボット側電極（第３および第４電極）１１ａ・１１ｂと、スライドカバー１２と、距離測定装置（距離測定部）１３と、走行ロボット側通信装置（第２通信部）１４と、駆動タイヤ１５と、走行ロボット筐体１６と、図示していない、充電式電源（バッテリー）１７と、走行ロボット側の制御回路１８と、駆動系回路１９と、駆動モータ２０を備えている。
The traveling robot 10 includes traveling robot side electrodes (third and fourth electrodes) 11a and 11b, a
充電装置５０は、充電装置側電極（第１および第２電極）３１ａ・３１ｂと、開閉式カバー３２と、直動アクチュエータ（延伸機構）３３と、充電装置側通信装置（第１通信部）３４と、充電装置側の筐体４０と、図示していない、充電回路３５と、制御回路３６と、直動アクチュエータ用コントローラ３７と、操作スイッチ３８と、直流電源３９と、筐体フタ４１とを備えている。
The
走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、走行ロボット３０に搭載された充電式電源１７へ電力を供給するための受電用電極であり、スライドカバー１２のスライドする方向（図中のＸ方向）へ長い棒状の電極である。走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、複数の電極で構成されることが望ましく、一電極あたり３本から４本で構成されるのが一般的であり、本実施の形態においては、＋極用電極として上側に４本と−極用電極として下側に４本とを配置したが、これに限定されることはない。なお、電極材料としては、導電性が高く、かつ高剛性な材料であればよく、例えば、金、銀、銅、鉄、鉛などからなる合金を用いることができる。
The traveling
スライドカバー１２は、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを保護するためのカバー材である。スライドカバー１２の端部の一点を図中のＸ方向に押圧することにより、スライドカバー１２は、図中のＸ方向にスライドし、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを露出させることが可能である。スライドカバー１２の材料としては、導電性の低い材料であればよく、例えば、樹脂材料などを用いることができる。
The
距離測定装置１３は、走行ロボット３０と充電装置５０との距離を測定し、両装置の電極を接触させるのに適した距離に走行ロボット３０を位置決めするために使用する。また、距離測定装置１３は、充電装置５０の水平外形を測定し、走行ロボット３０と充電装置５０との水平方向の相対位置を検出するためにも使用される。本実施の形態においては、距離測定装置１３として、レーザ光を用いたセンサであるレーザ光を面方向に照射するレーザレンジファインダーを用いたがこれに限定されることはなく、距離測定装置１３としては、レーザ光を用いたセンサと超音波を用いたセンサとの少なくとも一方が備えられていることが好ましい。
The
走行ロボット側通信装置１４は、充電装置５０に備えられた充電装置側通信装置３４と信号を送受信することにより走行ロボット３０からの指令を充電装置５０へ送るとともに、充電装置５０の状態を走行ロボット３０に送るために使用する。本実施の形態において、走行ロボット側通信装置１４と充電装置側通信装置３４とは、赤外線を用いて通信を行う赤外線通信モジュールで構成したが、これに限定されることはない。
The traveling robot
駆動タイヤ１５は、走行ロボット３０を駆動させるために使用されるタイヤである。
The
走行ロボット筐体１６は、走行ロボット３０の周囲を覆う筐体である。
The traveling
充電式電源１７（図４参照）は、走行ロボット３０に搭載された各種電装機器を駆動させるために使用する電源である。また、給電（充電式電源１７の充電）は、充電装置５０の充電装置側電極３１ａ・３１ｂと走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとを介して行われる。
The rechargeable power source 17 (see FIG. 4) is a power source used to drive various electrical equipment mounted on the traveling
走行ロボット側の制御回路１８（図４参照）は、走行ロボット３０の駆動、各種電装機器の制御に使用される。走行ロボット側の制御回路１８は、一般的な制御端末であればよく、例えば、マイコン基板、シングルボードコンピュータ、パーソナルコンピュータなどを用いることができる。
The control circuit 18 (see FIG. 4) on the traveling robot side is used for driving the traveling
駆動系回路１９（図４参照）は、駆動モータ２０に接続され、駆動タイヤ１５を回転させるため駆動モータ２０を制御する。また、駆動系回路１９へは走行ロボット側の制御回路１８から制御信号が送信される。
The drive system circuit 19 (see FIG. 4) is connected to the
駆動モータ２０（図４参照）は、駆動タイヤ１５を回転させ走行ロボット３０を走行させる。駆動モータ２０は、一般的なモータであればよく、例えば、ＤＣブラシレスモータなどを用いることができる。
The drive motor 20 (see FIG. 4) rotates the
一方、充電装置５０側に備えられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂ（図３参照）は、走行ロボット３０側に備えられた走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと接触することにより、充電式電源１７に給電をするための電極である。充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、充電装置５０の高さ方向である図１中のＺ方向より上記Ｚ方向と直交する図１中のＹ方向に長い形状、すなわち、横長の板状を有し、かつ、充電装置側電極３１ａと充電装置側電極３１ｂとは上記Ｚ方向において所定間隔で配置されている。
On the other hand, the charging
そして、充電装置側電極３１ａ・３１ｂにおける走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと対向する面は、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂにおける充電装置側電極３１ａ・３１ｂと対向する面より大きく形成されていることが好ましく、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの材料としては、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと同様の材料を用いることができる。
The surfaces of the charging
開閉式カバー３２は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが充電装置５０の外側に向けて駆動する際に押されて開閉するカバーであり、通常時（充電時以外）には、閉じた状態で充電装置側電極３１ａ・３１ｂを保護する。開閉式カバー３２は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂにより押された際に、開閉式カバー３２を固定する部材である軸３２ａを中心に回転する機構を備えている。このような構成であるため、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの図１中のＸ方向への移動につれて、開閉式カバー３２が徐々に上方向に開放され、充電装置側電極３１ａおよび充電装置側電極３１ｂが共に露出するのは、充電装置側電極３１ａ・３１ｂ中、上側に配置された充電装置側電極３１ａが開閉式カバー３２から露出したときとなる。したがって、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの移動の途中の段階では、充電装置側電極３１ａ・３１ｂ中、下側に配置された充電装置側電極３１ｂのみが開閉式カバー３２から露出することとなる。よって、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの移動の期間における大半の期間においては、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが同時に露出することがないので、外部からの物体が充電装置側電極３１ａ・３１ｂに同時に接触する危険性を抑制することができる。なお、開閉式カバー３２の材料としては、導電性が低い材料であればよく、例えば、樹脂材料を用いることができる。また、本実施の形態においては、図１に図示されているように、固定する部材である軸３２ａを充電装置側電極３１ａ・３１ｂの上側に設けた場合を例に挙げたが、これに限定されることはなく、固定する部材である軸３２ａを充電装置側電極３１ａ・３１ｂの下側に設けてもよく、さらには、固定する部材である軸３２ａを充電装置側電極３１ａ・３１ｂの上側および下側の両方に２個設け、上下に開閉する方式をとっても良い。このような構成によれば、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの移動の期間における大半の期間においては、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが同時に露出することがないので、外部からの物体が充電装置側電極３１ａ・３１ｂに同時に接触する危険性を抑制することができる。
The
直動アクチュエータ３３は、支持部材としての板金部材を介して固定された充電装置側電極３１ａ・３１ｂを直線状に移動させるための装置である。
The
充電装置側の筐体４０は、充電装置５０の周囲を覆う筐体である。
The
図２は、図１に図示した走行ロボット３０に備えられたスライドカバー１２の概略構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
図２（ａ）は、＋極用電極としての走行ロボット側電極１１ａと−極用電極としての走行ロボット側電極１１ｂとがスライドカバー１２内部にすべて収納されている状態を示しており、図２（ｂ）は、スライドカバー１２が、図中のＸ方向にスライドし、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂの端部が外側に露出している状態を示している。なお、図中の破線は、スライドカバー１２の端部の開口と、スライドカバー１２の内部の走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂがスライドする経路を図示している。
FIG. 2A shows a state in which the traveling
走行ロボット３０が充電しない場合には、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、図２（ａ）に図示されているように、スライドカバー１２の内部に収納された状態で保護されている。スライドカバー１２は、スライドカバー固定部材２２に固定されるが、スライドカバー１２とスライドカバー固定部材２２との間には、弾性体２１が備えられており、スライドカバー１２の端部が押圧されると、その弾性体２１が収縮することによりスライドカバー１２はスライドする。弾性体２１としては、例えば、スプリングなどを用いることができる。
When the traveling
また、走行ロボット側電極１１ａのそれぞれは、水平方向（図中のＹ方向）に対して一定間隔に４個並べて配置され、走行ロボット側電極１１ｂのそれぞれは、水平方向（図中のＹ方向）に対して一定間隔に４個並べて配置される。そして、走行ロボット側電極１１ａと走行ロボット側電極１１ｂとは、上下方向（図中のＺ方向）に２分割するように配置され、例えば、上側に配列された走行ロボット側電極１１ａが＋極用電極となり、下側に配列された走行ロボット側電極１１ｂが−極用電極となる。
Further, each of the traveling
図示されているように、上下方向（図中のＺ方向）に＋極用電極と−極用電極とを２分割する構成は、水平方向（図中のＹ方向）に＋極用電極と−極用電極とを２分割する構成に比べると、充電を行う際における走行ロボット３０に要求される水平方向（図中のＹ方向）の位置決め精度を下げることができる。したがって、充電時に、走行ロボット３０が決められた位置から上記水平方向（図中のＹ方向）に少しずれでも、走行ロボット３０が充電装置５０に対して、新たに位置を取り直す可能性を抑制することができる。なお、走行ロボット３０の高さ精度は、主に組立精度であり、走行ロボット３０の移動によって変わらないので、充電装置５０に備えられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、上下方向（図中のＺ方向）において所定間隔で配置されている。
As shown in the drawing, the configuration in which the + electrode and the − electrode are divided into two in the vertical direction (Z direction in the figure) is the same as that in the horizontal direction (Y direction in the figure). Compared to the configuration in which the electrode for electrodes is divided into two, the positioning accuracy in the horizontal direction (Y direction in the figure) required for the traveling
なお、本実施の形態においては、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、スライドカバー固定部材２２に固定されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとスライドカバー固定部材２２との間にも、弾性体が備えられていることが好ましい。このような構成によれば、４個に分割された走行ロボット側電極１１ａおよび４個に分割された走行ロボット側電極１１ｂの各々は、個別に、図中のＸ方向に沿って移動可能である。したがって、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと充電装置側電極３１ａ・３１ｂとの間で角度ずれが生じても、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂは、個別に図中のＸ方向に沿って移動可能であるので、このようなずれを吸収することが可能となる。
In the present embodiment, the traveling
なお、スライドカバー１２とスライドカバー固定部材２２との間に備えられた弾性体２１と、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとスライドカバー固定部材２２との間に備えられた弾性体とは、異なる弾性率を有することが好ましく、弾性体２１の方がより容易に図中のＸ方向押し込まれることが好ましい。なお、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとスライドカバー固定部材２２との間に備えられた弾性体は、導電性が低いまたは絶縁性材料で形成されていることが好ましく、例えば、樹脂材料を用いることができる。
The
図３は、充電装置５０に備えられた直動アクチュエータ３３の概略構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
図示されているように、直動アクチュエータ３３は、直動アクチュエータ３３のステージに、図中の矢印４５方向に移動可能なように設けられた、直動アクチュエータ用部材４２と、充電装置側電極固定部材４３・４４とを含む。充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、直動アクチュエータ用部材４２と、充電装置側電極固定部材４３・４４とを介して、直動アクチュエータ３３のステージに固定されている。図中の矢印４５は、直動アクチュエータ３３が駆動した際の駆動方向を示しており、この駆動方向に沿って直動アクチュエータ３３の直動アクチュエータ用部材４２と充電装置側電極固定部材４３・４４とが駆動すると、同時に、充電装置側電極３１ａ・３１ｂも図中の矢印４５方向（図中のＸ方向）に移動するようになっている。
As shown in the figure, the
充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと同様に、上下方向（図中のＺ方向）に２分割するように配置され、例えば、上側に配列された充電装置側電極３１ａが＋極用電極となり、下側に配列された充電装置側電極３１ｂが−極用電極となる。
Similarly to the traveling
図４は、走行ロボット３０の制御系を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a control system of the traveling
走行ロボット３０の制御は、主に制御回路１８によって行われる。制御回路１８は、走行したい内容に従って、駆動系回路１９に指令を送り、駆動モータ２０を回転制御することによって走行ロボット３０を走行させる。なお、駆動系回路１９には駆動モータ２０の回転を検出する装置が内蔵されており、その情報を用いて、走行ロボット３０の現在位置の概略的な予測を行うことが可能である。駆動モータ２０の回転を検出する装置としては、例えば、パルスエンコーダを用いることができる。充電装置５０との距離を把握したい場合には、制御回路１８は距離測定装置１３からの信号を受信し、それを処理することにより把握することが可能である。走行ロボット３０と充電装置５０との間で信号の送受信を行いたい場合は、走行ロボット側通信装置１４に制御回路１８が指令を送る。
The traveling
このように走行ロボット３０の各機能は、制御回路１８によって制御されており、それらを駆動させるための電源として充電式電源１７を使用する。
Thus, each function of the traveling
図５は、充電装置５０の制御系を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a control system of the charging
充電装置５０の制御は、主に制御回路３６によって行われる。制御回路３６は、充電装置側通信装置３４を介して、走行ロボット３０からの指令を受けて各機器へ指令を送信する。充電装置側電極３１ａ・３１ｂの位置を制御したい場合は、直動アクチュエータ用コントローラ３７へ直動アクチュエータ３３を駆動させるための指令を送信する。なお、直動アクチュエータ３３は、駆動先の位置の詳細を指定することが可能であり、かつ、停止信号が送信されるまで稼働するといった２パターンの動作が可能な装置が一般的である。充電式電源１７へ給電を行いたい場合には、制御回路３６は、充電回路３５へ指令を送り、充電装置側電極３１ａ・３１ｂと走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとを介して、充電式電源１７へ給電を行う。この際、充電回路３５は、給電電圧を監視することができ、電圧異常が発生した場合、それを制御回路３６へ送信する。制御回路３６は、電圧異常の指令を受けた後は、必要であれば各装置の停止指令を送り、各機器を停止させる。直流電源３９および充電回路３５は、外部の交流電源に接続されており、直流電源３９は、充電装置５０に搭載された各機器の駆動力を供給する。また、操作スイッチ３８を用いて、外部の人間（ユーザなど）により充電装置５０の操作を行うことが可能である。操作スイッチ３８へのアクセスは、筐体フタ４１を開放することによりでき、所定の指令スイッチを押下することにより、制御回路３６を介して充電装置５０の機能を制御することが可能である。操作スイッチ３８の一例としては、充電装置５０の電源ボタンを挙げることができる。
Control of the charging
図６は、走行ロボット３０と充電装置５０とが接近して通信している場合を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a case where the traveling
走行ロボット３０は、給電（充電）の際に、充電装置５０へ接近する。その場合、図６に図示したように、走行ロボット３０と充電装置５０とは向い合せとなる。この時、充電装置５０に対して一定の距離に近づいたことを確認した後、走行ロボット３０は停止し、走行ロボット側通信装置１４より、充電装置側通信装置３４に対して赤外線通信により信号１４’を送信する。そして、充電装置側通信装置３４を介して、制御回路３６へ信号が送信され、所定の制御を行う。また、充電装置５０は、充電装置側通信装置３４を介して、信号１４’を受信した後、制御回路３６にて各装置の状態を把握し、その状態を信号３４’として充電装置側通信装置３４を介して、走行ロボット３０へ送信する。このようにして、走行ロボット３０から充電装置５０へは制御信号が、充電装置５０から走行ロボット３０へは状態信号が送信されるので、お互いが連携した動作を行うことが可能となる。
The traveling
図７は、走行ロボット３０と充電装置５０とがドッキングして充電を行う場合の手順を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a procedure when the traveling
走行ロボット３０が給電を必要とした場合に、手順が開示され（Ｓ１）、先ず、走行ロボット３０が充電装置５０へ接近する（Ｓ２）。次に、走行ロボット３０は、距離測定装置１３から得られる周囲環境までの距離情報を処理しながら、充電装置５０から一定の距離まで接近し停止する（Ｓ３）。次に、走行ロボット側通信装置１４を介して充電装置５０へ充電シーケンスを開始する旨の信号を送信する（Ｓ４）。その信号を充電装置側通信装置３４を介して、受信した充電装置５０は、制御回路３６にて信号を処理し、充電シーケンスを開始する（Ｓ５）。制御回路３６は、直動アクチュエータ３３へ、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを移動させるための伸張信号を送信し、この伸張信号を受けた直動アクチュエータ３３は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの伸張を開示する（Ｓ６）。直動アクチュエータ３３によって移動させられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、開閉式カバー３２を開放し、充電装置５０の外側に出る（Ｓ７）。充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、スライドカバー１２の端部に接触し、スライドカバー１２をスライドさせ、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを露出させる（Ｓ８）。そして、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと接触するように伸張させたことを確認して直動アクチュエータ３３の伸張を停止する（Ｓ９）。次に、走行ロボット３０は、充電装置５０へ充電処理を開始する旨の信号を送信し、充電装置５０はその信号を受信する（Ｓ１０、Ｓ１１）。その後、充電装置側の制御回路３６は、充電回路３５へ給電を開始する旨の指令を送り、充電式電源１７への給電が開始される（Ｓ１２）。充電式電源１７の電力が補充されたことを確認した制御回路１８は、充電処理を終了する旨の信号を送信する（Ｓ１３）。その信号を受信した充電装置５０は、給電処理を終了する（Ｓ１４、Ｓ１５）。次に、直動アクチュエータ３３を充電装置５０側へ戻して、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを充電装置５０内部へ収納し、走行ロボット３０の給電手順は終了する（Ｓ１６、Ｓ１７）。
The procedure is disclosed when the traveling
図８は、走行ロボット３０と充電装置５０とがドッキングして充電を行う場合を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a case where the traveling
図示されているように、充電装置５０より伸張した直動アクチュエータ３３によって移動させられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、開閉式カバー３２をその駆動力で上方向に開放し、充電装置５０の外側へ出てくる。そして、所定の位置に停止している走行ロボット３０の走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端面を接触させる。その際、先ず、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、走行ロボット３０に設置されたスライドカバー１２の端部に接触し、直動アクチュエータ３３の駆動力を用いて、スライドカバー１２を必要なスライド量をスライドさせた後、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと充電装置側電極３１ａ・３１ｂとが接触することとなる。
As shown in the drawing, the charging
上記構成によれば、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置５０を実現できる。
According to the said structure, while suppressing exposure of an electrode, while improving safety | security, the charging
従来技術、特に、上記特許文献３に開示されている充電システムの場合、自走装置と充電装置との両方に扉が設けられており、これらを開放するためには、これらの扉を駆動させる駆動装置が自走装置および充電装置のそれぞれに必要となる。また、両装置の扉を開放した後には、自走装置側の端子部（電極部）を伸張させる装置も必要となるため、充電システムに備える必要がある駆動装置が複数個となってしまい、コストの上昇を招いてしまう。さらには、このような複数個の駆動装置を設置するスペースの確保が要求され、走行ロボットなどの自走装置の小型化を阻害する要因となっていた。
In the case of the charging system disclosed in the prior art, particularly in
本実施の形態の構成によれば、走行ロボット３０の電極と、充電装置５０の電極とを保護できるとともに、走行ロボット３０と充電装置５０とがドッキング可能な充電システム（走行ロボットのドッキングシステム）１を、稼働装置である直動アクチュエータ３３を１個設けることで実現しているので、駆動装置の数の増加を抑制した充電システムを実現できる。
According to the configuration of the present embodiment, the charging system (traveling robot docking system) 1 that can protect the electrode of the traveling
なお、本実施の形態においては、自律移動体の一例として、走行ロボットを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、充電式電源を備え、自律して移動可能なものであれば、その種類は特に限定されない。 In this embodiment, a traveling robot has been described as an example of an autonomous mobile body. However, the present invention is not limited to this, and the mobile robot includes a rechargeable power source and can move autonomously. If there is, the kind is not particularly limited.
〔実施の形態２〕
次に、図９から図１２に基づいて、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態においては、走行ロボット３０ａが、スライドカバーロック機構２３と、スライドカバーロック検出センサ２４とを備えている点と、充電装置５０ａが、開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とを備えている点とにおいて、実施の形態１とは異なり、その他については実施の形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. In the present embodiment, the traveling
図９は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ａとを備えた充電システム１ａの概略構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a charging system 1a including a traveling
走行ロボット３０ａに備えられたスライドカバーロック機構２３は、スライドカバー１２のスライド機構を拘束するロック機構であり、施錠状態ではスライドカバー１２はスライドすることが不可能であり、結果、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂが外部に露出することができない。スライドカバーロック機構２３としては、例えば、ソレノイドロックを用いることができる。
The slide
充電装置５０ａに備えられた開閉式カバーロック機構４６は、開閉式カバー３２の開閉機構を拘束するロック機構であり、施錠状態では開閉式カバー３２は開閉することが不可能であり、結果、充電装置５０ａから充電装置側電極３１ａ・３１ｂは外部に露出することができない。開閉式カバーロック機構４６としては、例えば、ソレノイドロックを用いることができる。
The opening / closing
図１０は、走行ロボット３０ａの制御系を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a control system of the traveling
走行ロボット３０ａに備えられたスライドカバーロック検出センサ２４は、スライドカバーロック機構２３の施錠、解錠状態を検出するセンサであり、例えば、透過型フォトセンサを用いることができる。
The slide cover
図示されているように、走行ロボット３０ａの制御系には、スライドカバーロック機構２３と、スライドカバーロック検出センサ２４とが付加されている。スライドカバーロック機構２３と、スライドカバーロック検出センサ２４は、それぞれ制御回路１８と接続されており、スライドカバーロック機構２３は、制御回路１８から施錠、解錠信号を受けて動作をし、スライドカバーロック検出センサ２４は、スライドカバーロック機構２３の動作を確認して、施錠状態か、解錠状態かを制御回路１８へ送信する。
As shown in the figure, a slide
図１１は、充電装置５０ａの制御系を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a control system of the
充電装置５０ａに備えられた開閉式カバーロック検出センサ４７は、開閉式カバーロック機構４６の開閉状態を検出するセンサであり、例えば、透過型フォトセンサを用いることができる。
The open / close cover lock detection sensor 47 provided in the
図示されているように、充電装置５０ａの制御系には、開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とが付加されている。開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とは、制御回路３６へ接続されており、開閉式カバーロック機構４６は、制御回路３６から施錠、解錠信号を受けて動作をし、開閉式カバーロック検出センサ４７は、開閉式カバーロック機構４６の動作を確認して、施錠状態か、解錠状態かを制御回路３６へ送信する。
As shown in the figure, an openable
図１２は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ａとがドッキングして充電を行う場合の手順を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a procedure when the traveling
走行ロボット３０ａが給電を必要とした場合に、手順が開示され（Ｓ２１）、先ず、走行ロボット３０ａが充電装置５０ａへ接近する（Ｓ２２）。次に、走行ロボット３０ａは、距離測定装置１３から得られる周囲環境までの距離情報を処理しながら、充電装置５０ａから一定の距離まで接近し停止する（Ｓ２３）。次に、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３を動作させて、解錠し（Ｓ２４）、スライドカバー１２の拘束を解除する。走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３が解錠されたことを、スライドカバーロック検出センサ２４を用いて検出したら、走行ロボット側通信装置１４を介して充電装置５０ａへ充電シーケンスを開始する旨の信号を送信する（Ｓ２５）。その信号を充電装置側通信装置３４を介して、受信した充電装置５０ａは、制御回路３６にて信号を処理し、充電シーケンスを開始する（Ｓ２６）。そして、充電装置５０ａは、開閉式カバーロック機構４６を解錠する（Ｓ２７）。制御回路３６は、直動アクチュエータ３３へ、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを移動させるための伸張信号を送信し、この伸張信号を受けた直動アクチュエータ３３は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの伸張を開示する（Ｓ２８）。直動アクチュエータ３３によって移動させられた充電装置側電極３１ａ・３１ｂは、開閉式カバー３２を開放し、充電装置５０ａの外側に出る（Ｓ２９）。充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、スライドカバー１２の端部に接触し、スライドカバー１２をスライドさせ、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂを露出させる（Ｓ３０）。そして、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂと接触するように伸張させたことを確認して直動アクチュエータ３３の伸張を停止する（Ｓ３１）。次に、走行ロボット３０ａは、充電装置５０ａへ充電処理を開始する旨の信号を送信し、充電装置５０ａはその信号を受信する（Ｓ３２、Ｓ３３）。その後、充電装置側の制御回路３６は、充電回路３５ａへ給電を開始する旨の指令を送り、充電式電源１７への給電が開始される（Ｓ３４）。充電式電源１７の電力が補充されたことを確認した制御回路１８は、充電処理を終了する旨の信号を送信する（Ｓ３５）。その信号を受信した充電装置５０ａは、給電処理を終了する（Ｓ３６、Ｓ３７）。次に、直動アクチュエータ３３を充電装置５０ａ側へ戻して、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを充電装置５０ａ内部へ収納する（Ｓ３８）。それから、充電装置５０ａは、直動アクチュエータ３３が戻ったのを確認した後、開閉式カバーロック機構４６を動作させて、施錠する（Ｓ３９）。充電装置５０ａは、開閉式カバーロック機構４６が施錠されたことを、開閉式カバーロック検出センサ４７を用いて検出したら、走行ロボット３０ａへロック施錠信号を送信し（Ｓ４０）、走行ロボット３０ａは、その信号を受信する（Ｓ４１）。その後、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３を動作させ、施錠状態にし、スライドカバー１２が動かないように拘束し（Ｓ４２）、走行ロボット３０ａの給電手順は終了する（Ｓ４３）。
When the traveling
上記構成によれば、スライドカバー１２に対して、スライドカバーロック機構２３とスライドカバーロック検出センサ２４とを設け、開閉式カバー３２に対しては、開閉式カバーロック機構４６と、開閉式カバーロック検出センサ４７とを設けることで、より安全な充電システム１ａを実現できる。
According to the above configuration, the
なお、本実施の形態においては、スライドカバー１２および開閉式カバー３２の両方にロック機構を設けた場合を例に挙げたが、これに限定されることはなく、スライドカバー１２および開閉式カバー３２の何れか一方にのみロック機構を設けてもより安全な充電システム１ａを実現できる。
In the present embodiment, the case where the lock mechanism is provided in both the
〔実施の形態３〕
次に、図１３から図１７に基づいて本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態においては、充電装置５０ｂに、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したことを検出するための接触センサ４８が備えられている点において実施の形態２とは異なり、その他については実施の形態２において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態１および実施の形態２の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the charging
図１３は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ｂとを備えた充電システム１ｂの概略構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a charging system 1b including a traveling
図示されているように、充電装置５０ｂには、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したことを検出するための接触センサ４８が備えられている。
As illustrated, the charging
接触センサ４８は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端部が、スライドカバー１２を押していることを検出するセンサであり、例えば、マイクロスイッチセンサを用いることができる。
The
接触センサ４８を設ける高さは、走行ロボット３０ａと充電装置５０ｂとを水平な面に置いた時に、接触センサ４８がスライドカバー１２の下部に接触するような位置に配置すればよい。
The height at which the
図１４は、充電装置５０ｂの直動アクチュエータ３３に備えられた接触センサ４８ａ・４８ｂの取付け位置を説明するための図である。
FIG. 14 is a view for explaining the attachment positions of the
図示されているように、接触センサ４８ａ・４８ｂの接触検出面は、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの端面がなす面と略同じになるように設置される。また、接触センサ４８ａ・４８ｂは、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが固定される充電装置側電極固定部材４４’に取付けられる。なお、充電装置側電極固定部材４４’の形状は、接触センサ４８ａ・４８ｂを設ける空間が必要であるので、上述した実施の形態１における充電装置側電極固定部材４４とはその形状が異なる。
As illustrated, the contact detection surfaces of the
本実施の形態においては、図１４に図示されているように、接触センサ４８ａ・４８ｂは、充電装置側電極３１ａ・３１ｂの長辺方向（図中のＹ方向）において、離して２個配置した。このように、接触センサ４８ａ・４８ｂを２個配置することにより、充電装置５０ｂに対して、走行ロボット３０ａが旋回方向に回転した位置に停止することによって発生する電極の片当たりを検出し、電極の不安定な接触を防止することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, two
図１５は、充電装置５０ｂの制御系を説明するための図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a control system of the
充電装置５０ｂの制御系は、接触センサ４８ａおよび接触センサ４８ｂが付加されている。接触センサ４８ａ・４８ｂは、制御回路３６へ接続されており、それぞれのセンサ面が他の物体に接触したかを検出し、その信号を制御回路３６へ送信する。
A
図１６は、走行ロボット３０ａと充電装置５０ｂとがドッキングして充電を行う場合の手順を説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining a procedure when the traveling
図１７は、ドッキングのリトライ準備の手順を説明するための図である。 FIG. 17 is a diagram for explaining a procedure for preparing a retry for docking.
図１６に図示されたＳ５１からＳ６０までの手順は、上述した実施の形態２において、図１２を参照して説明したＳ２１からＳ３０までの手順と同じであるため、ここではその説明を省略する。 The procedure from S51 to S60 illustrated in FIG. 16 is the same as the procedure from S21 to S30 described with reference to FIG. 12 in the above-described second embodiment, and thus description thereof is omitted here.
次に、接触センサ４８ａ・４８ｂを用いて、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したかを判定する（Ｓ６１）。この際、接触センサ４８ａと接触センサ４８ｂとの両方、もしくは一方で、未接触と判定された場合には、リトライ準備を開始する（Ｓ７６）。なお、リトライ準備の手順については後述する。接触センサ４８ａと接触センサ４８ｂとの両方で接触が検出されたら、充電装置５０ｂは、接触検出信号を走行ロボット３０ａへ送信（Ｓ６２）し、走行ロボット３０ａは、その信号を受信する（Ｓ６３）。その後のＳ６４からＳ７５までの手順は、上述した実施の形態２において、図１２を参照して説明したＳ３２からＳ４３までの手順と同じであるため、ここではその説明を省略する。
Next, using the
一方、図１７に図示されているドッキングのリトライ準備手順は、接触センサ４８ａ・４８ｂを用いて、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが、走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したかを判定し（Ｓ６１）、接触センサ４８ａと接触センサ４８ｂとの両方、もしくは一方で、未接触と判定された場合に、開始される。
On the other hand, the docking retry preparation procedure shown in FIG. 17 uses the
ドッキングのリトライ準備開始（Ｓ７６）は、直動アクチュエータ３３が伸張した状態で開始される。したがって、先ずは、充電装置５０ｂが、非接触信号を走行ロボット３０ａへ送信した後（Ｓ７８）、充電装置５０ｂが直動アクチュエータ３３を動作させ、充電装置側電極３１ａ・３１ｂを充電装置５０ｂの内部へ収納する（Ｓ７９）。その後、開閉式カバーロック機構４６を動作させ施錠する（Ｓ８０）。充電装置５０ｂは、開閉式カバーロック機構４６が施錠されたことを、開閉式カバーロック検出センサ４７を用いて検出したら、走行ロボット３０ａへロック施錠信号を送信し（Ｓ８１）、走行ロボット３０ａは、その信号を受信する（Ｓ８２）。その後、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック機構２３を動作させ施錠をし（Ｓ８３）、走行ロボット３０ａは、スライドカバーロック検出センサ２４を用いて、施錠を確認した後、充電装置５０ｂから離れる（Ｓ８４）ことによって、ドッキングのリトライ準備を終了させる（Ｓ８５）。ドッキングのリトライ準備が完了したら、再度、ドッキング手順へ移行し、図１６に図示した開始手順（Ｓ５１）となる。
The docking retry preparation start (S76) is started with the
上記構成によれば、接触センサ４８ａ・４８ｂを備えているので、充電装置側電極３１ａ・３１ｂが、確実に走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂに接触したかの判定を行うことができ、電極の不安定な接触を防止することができるので、より確実性のある充電システム１ｂを実現することができる。
According to the above configuration, since the
なお、本実施の形態においては、充電装置５０ｂに対して、走行ロボット３０ａが旋回方向に回転した位置に停止することによって発生する電極の片当たりを検出し、電極の不安定な接触を防止するため、接触センサ４８ａ・４８ｂを所定距離離して２個配置した場合を例に挙げたが、これに限定されることはなく、充電装置側電極３１ａ・３１ｂと走行ロボット側電極１１ａ・１１ｂとが接触したかの判定ができるのであれば、設ける接触センサの数は一つでも、複数個でもよく、接触センサの配置位置も特に限定されない。
In the present embodiment, the contact of the electrode generated when the traveling
〔実施の形態４〕
次に、図１８および図１９に基づいて、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態においては、走行ロボット３０ｂには、充電装置５０ｂからの距離をより確実に検出するための第２の距離測定装置２５が備えられている点において、上述した実施の形態３とは異なり、その他については実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
Next, based on FIG. 18 and FIG. 19, Embodiment 4 of this invention is demonstrated. In the present embodiment, the traveling
図１８は、走行ロボット３０ｂと充電装置５０ｂとを備えた充電システム１ｃの概略構成を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of a charging system 1c including the traveling
走行ロボット３０ｂに備えられた第２の距離測定装置２５は、走行ロボット３０ｂがドッキングする時、充電装置５０ｂ側が距離測定面となるように設置され、走行ロボット３０ｂから充電装置５０ｂの端面までの距離を測定する。
The second
なお、第２の距離測定装置２５は、通常利用環境において距離測定装置１３よりも高い距離測定精度を有していることが好ましく、本実施の形態においては、第２の距離測定装置２５として、超音波センサを用いたが、これに限定されることはない。
The second
図１９は、走行ロボット３０ｂの制御系を説明するための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining a control system of the traveling
走行ロボット３０ｂの制御系には、超音波センサを用いた第２の距離測定装置２５が備えられている。第２の距離測定装置２５は、制御回路１８に接続されており、超音波の反射を見て、距離測定面からの距離を判断し、制御回路１８へ送信する。
The control system of the traveling
走行ロボット３０ｂと充電装置５０ｂとのドッキングにおいて、走行ロボット３０ｂが、充電装置５０ｂに対して一定距離で停止する際に、距離測定装置１３だけでなく、第２の距離測定装置２５を用いることにより、より精度よく走行ロボット３０ｂを位置決めできる。
In the docking of the traveling
上記構成によれば、距離測定装置１３だけでなく、第２の距離測定装置２５を用いることにより、より精度よく走行ロボット３０ｂを位置決めできるので、より確実にドッキングできる充電システム１ｃを実現できる。
According to the above configuration, by using not only the
〔まとめ〕
本発明の態様１における充電装置は、第１電極と、第２電極と、上記第１および第２電極を保護する開閉式カバーと、を備えた充電装置であって、上記第１および第２電極を上記充電装置の外側に延伸させる延伸機構を備え、上記第１および第２電極は、上記充電装置の高さ方向である第１方向より上記第１方向と直交する第２方向に長い形状を有し、かつ、上記第１方向において所定間隔で配置されており、上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転するように設けられ、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が露出することを特徴としている。
[Summary]
The charging device according to the first aspect of the present invention is a charging device including a first electrode, a second electrode, and an openable / closable cover that protects the first and second electrodes. An extending mechanism for extending the electrode to the outside of the charging device is provided, and the first and second electrodes are longer in a second direction perpendicular to the first direction than a first direction that is a height direction of the charging device. And is disposed at a predetermined interval in the first direction, and the openable cover rotates around an axis in the second direction located above or below the first and second electrodes. As the first and second electrodes are moved by the stretching mechanism, the openable cover is gradually opened to expose the first and second electrodes.
上記構成によれば、上記充電装置に備えられた上記第１および第２電極は、上記第１方向より上記第２方向に長い形状、すなわち、横長形状を有しているので、充電時に、自律移動体が決められた位置から上記第２方向に少しずれでも、自律移動体が上記充電装置に対して、新たに位置を取り直す可能性を抑制することができる。また、自律移動体の高さ精度は、主に組立精度であり、自律移動体の移動によって変わらないので、上記充電装置に備えられた上記第１および第２電極は、上記第１方向において所定間隔で配置されている。 According to the above configuration, the first and second electrodes provided in the charging device have a shape that is longer in the second direction than the first direction, that is, a horizontally long shape. Even if the moving body is slightly deviated in the second direction from the determined position, it is possible to suppress the possibility that the autonomous moving body newly repositions the charging device. In addition, since the height accuracy of the autonomous mobile body is mainly assembly accuracy and does not change due to the movement of the autonomous mobile body, the first and second electrodes provided in the charging device are predetermined in the first direction. Arranged at intervals.
さらに、上記構成によれば、上記第１および第２電極は、横長形状を有しており、上記開閉式カバーは、上記第１および第２電極の上側または下側に位置する上記第２方向の軸を中心に回転する、すなわち、上記開閉式カバーは上向きまたは下向きに開くため、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動につれて、上記開閉式カバーが徐々に開放され、上記第１および第２電極が共に露出するのは、上記開閉式カバーは上向きに開く場合には、上記第１および第２電極中、上側に配置された電極が上記開閉式カバーから露出したときとなり、上記開閉式カバーは下向きに開く場合には、上記第１および第２電極中、下側に配置された電極が上記開閉式カバーから露出したときとなる。したがって、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動の途中の段階では、上記第１および第２電極中、下側に配置された電極のみまたは、上側に配置された電極のみが上記開閉式カバーから露出することとなる。よって、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動の期間における大半の期間においては、上記第１および第２電極が同時に露出することがないので、外部からの物体が上記第１および第２電極に同時に接触する危険性を抑制することができる。 Further, according to the above configuration, the first and second electrodes have a horizontally long shape, and the openable cover is located in the second direction above or below the first and second electrodes. In other words, the openable cover is opened upward or downward, so that the openable cover is gradually opened as the first and second electrodes are moved by the extension mechanism. When the openable cover is opened upward, the upper electrode of the first and second electrodes is exposed from the openable cover when the openable cover is exposed upward. When the openable cover is opened downward, the lower electrode of the first and second electrodes is exposed from the openable cover. Therefore, in the middle of the movement of the first and second electrodes by the stretching mechanism, only the lower electrode or only the upper electrode of the first and second electrodes is opened / closed. It will be exposed from the expression cover. Therefore, in most of the period of movement of the first and second electrodes by the stretching mechanism, the first and second electrodes are not exposed at the same time. The risk of contact with two electrodes simultaneously can be reduced.
このような上記充電装置によれば、電極の露出を抑制することにより、安全性をより向上させるとともに、充電時における自律移動体の高精度な移動を必要としない充電装置を実現できる。 According to such a charging device, it is possible to realize a charging device that further improves safety by suppressing the exposure of the electrodes and does not require highly accurate movement of the autonomous mobile body during charging.
本発明の態様２における充電システムは、上記態様１に記載の充電装置と、充電式電源を備えた自律移動体と、を備え、上記自律移動体は、上記充電式電源に接続された第３電極および第４電極を備えており、上記第３および第４電極の各々は、上記第２方向に沿って、複数個に分割されており、複数個に分割された上記第３および第４電極の各々は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることが好ましい。
A charging system according to aspect 2 of the present invention includes the charging device according to
上記構成によれば、分割された上記第３および第４電極の各々は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能である。したがって、上記第３および第４電極と上記第１および第２電極との間で角度ずれが生じても、上記第３および第４電極は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であるので、このようなずれを吸収することが可能となる。 According to the said structure, each of the said 3rd and 4th electrode divided | segmented can move individually along the moving direction of the said 1st and 2nd electrode by the said extending | stretching mechanism. Therefore, even if an angular deviation occurs between the third and fourth electrodes and the first and second electrodes, the third and fourth electrodes are individually separated from each other by the stretching mechanism. Since it can move along the moving direction of the electrode, it is possible to absorb such a shift.
本発明の態様３における充電システムは、上記態様２において、上記第１および第２電極が形成されている面には、接触センサが備えられていることが好ましい。
In the charging system according to
上記構成によれば、上記第１および第２電極が形成されている面には、接触センサが備えられているので、上記第１および第２電極が、確実に上記第３および第４電極に接触したかの判定を行うことができ、電極の不安定な接触を防止することができるので、より確実性のある充電システムを実現することができる。 According to the above configuration, since the contact sensor is provided on the surface on which the first and second electrodes are formed, the first and second electrodes are reliably connected to the third and fourth electrodes. Since it can be determined whether contact has occurred and unstable contact of the electrodes can be prevented, a more reliable charging system can be realized.
本発明の態様４における充電システムは、上記態様２または３において、上記自律移動体は、上記第３および第４電極を保護するスライドカバーを備えており、上記スライドカバーは、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることが好ましい。
A charging system according to aspect 4 of the present invention is the charging system according to
上記構成によれば、上記自律移動体の上記第３および第４電極への不意な接触を防止することができ、安全性をより向上させた充電システムを実現することができる。 According to the said structure, the unexpected contact to the said 3rd and 4th electrode of the said autonomous mobile body can be prevented, and the charging system which improved safety | security can be implement | achieved.
本発明の態様５における充電システムは、上記態様４において、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動によって、上記スライドカバーが押され、上記スライドカバーの開口部から上記第３および第４電極が露出することが好ましい。 The charging system according to Aspect 5 of the present invention is the charging system according to Aspect 4, wherein the slide cover is pushed by the movement of the first and second electrodes by the extension mechanism, and the third and fourth portions are opened from the opening of the slide cover. It is preferable that the electrode is exposed.
上記構成によれば、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動によって、上記スライドカバーの開口部から上記第３および第４電極が露出するので、上記スライドカバーを動かす駆動装置は別途不要となる。したがって、駆動装置の数の増加を抑制した充電システムを実現できる。 According to the above configuration, the third and fourth electrodes are exposed from the opening of the slide cover due to the movement of the first and second electrodes by the extending mechanism, so that a driving device for moving the slide cover is not required. It becomes. Therefore, it is possible to realize a charging system that suppresses an increase in the number of driving devices.
本発明の態様６における充電システムは、上記態様２から５の何れか１態様において、上記自律移動体には、上記自律移動体と上記充電装置との間の距離を測定する距離測定部が備えられており、上記充電式電源を充電する際には、上記自律移動体は、上記距離測定部によって測定された距離に基づいて、上記充電装置から所定距離に位置することが好ましい。 The charging system according to Aspect 6 of the present invention is the charging system according to any one of Aspects 2 to 5, wherein the autonomous mobile body includes a distance measuring unit that measures a distance between the autonomous mobile body and the charging device. When charging the rechargeable power source, the autonomous mobile body is preferably located at a predetermined distance from the charging device based on the distance measured by the distance measuring unit.
上記構成によれば、距離測定部が備えられているので、精度よく上記自律移動体を位置決めできるので、確実にドッキングできる充電システムを実現できる。 According to the above configuration, since the distance measuring unit is provided, the autonomous mobile body can be positioned with high accuracy, so that a charging system that can be reliably docked can be realized.
本発明の態様７における充電システムは、上記態様２から６の何れか１態様において、上記自律移動体には、第１通信部が備えられており、上記充電装置には、上記第１通信部と信号の送受信を行う第２通信部が備えられており、上記充電装置は、上記第１通信部からの信号に基づいて、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動、上記充電式電源への充電の開始および上記充電式電源への充電の終了の少なくとも一つを行うことが好ましい。 A charging system according to Aspect 7 of the present invention is the charging system according to any one of Aspects 2 to 6, wherein the autonomous mobile body includes a first communication unit, and the charging device includes the first communication unit. And a second communication unit that transmits and receives signals, and the charging device moves the first and second electrodes by the extension mechanism based on a signal from the first communication unit, and the rechargeable type. Preferably, at least one of starting charging the power source and ending charging the rechargeable power source is performed.
上記構成によれば、上記充電装置は、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動、上記充電式電源への充電の開始および上記充電式電源への充電の終了の動作を適切なタイミングに行うことができる。 According to the above configuration, the charging device appropriately moves the movement of the first and second electrodes by the extension mechanism, the start of charging to the rechargeable power source, and the end of charging to the rechargeable power source. Can be done.
本発明の態様８における充電システムは、上記態様４または５において、上記第３および第４電極は、上記スライドカバーの移動方向における長さが、上記スライドカバーの移動方向と直交する方向の長さより長い形状を有し、上記第３および第４電極における上記第１および第２電極と対向する面は、上記第１および第２電極における上記第３および第４電極と対向する面より小さいことが好ましい。
The charging system according to
上記構成によれば、上記第１および第２電極が上記スライドカバーを押して、上記第３および第４電極を露出させて接触するのが容易になる。 According to the said structure, it becomes easy for the said 1st and 2nd electrode to push the said slide cover and to expose the said 3rd and 4th electrode and to contact.
本発明の態様９における充電システムは、上記態様４、５および８の何れか１態様において、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動は、上記スライドカバーの移動方向と同じであることが好ましい。
In the charging system according to Aspect 9 of the present invention, in any one of
上記構成によれば、上記第１および第２電極が上記スライドカバーを押して、上記第３および第４電極を露出させて接触するのが容易になる。 According to the said structure, it becomes easy for the said 1st and 2nd electrode to push the said slide cover and to expose the said 3rd and 4th electrode and to contact.
本発明の態様１０における充電システムは、上記態様４、５、８および９の何れか１態様において、上記スライドカバーは、上記自律移動体に備えられたスライドカバーロック機構により動きが拘束され、上記スライドカバーロック機構は、上記自律移動体に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることが好ましい。 The charging system according to the tenth aspect of the present invention is the charging system according to any one of the fourth, fifth, eighth, and ninth aspects, wherein the slide cover is restrained in movement by a slide cover lock mechanism provided in the autonomous mobile body. The slide cover lock mechanism is preferably controlled to be locked or unlocked by a control circuit provided in the autonomous mobile body.
上記構成によれば、スライドカバーロック機構を用いて、上記スライドカバーをスライドさせる必要がない時には、上記スライドカバーがスライドできないようにできるので、より安全な充電システムを実現できる。 According to the above configuration, when the slide cover does not need to be slid using the slide cover lock mechanism, the slide cover can be prevented from sliding, so a safer charging system can be realized.
本発明の態様１１における充電システムは、上記態様２から１０の何れか１態様において、上記開閉式カバーは、上記充電装置に備えられた開閉式カバーロック機構により動きが拘束され、上記開閉式カバーロック機構は、上記充電装置に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることが好ましい。 A charging system according to an eleventh aspect of the present invention is the charging system according to any one of the second to tenth aspects, wherein the opening / closing cover is restrained in movement by an opening / closing cover locking mechanism provided in the charging device. The locking mechanism is preferably controlled to be locked or unlocked by a control circuit provided in the charging device.
上記構成によれば、開閉式カバーロック機構を用いて、上記開閉式カバーを開放させる必要がない時には、上記開閉式カバーが開放できないようにできるので、より安全な充電システムを実現できる。 According to the above configuration, when the open / close cover is not required to be opened using the open / close cover lock mechanism, the open / close cover cannot be opened, so that a safer charging system can be realized.
本発明の態様１２における充電システムは、上記態様３において、上記延伸機構において、直線状に移動する支持部材には上記第１および第２電極が固定されており、上記支持部材において、上記第１および第２電極が固定された面には、上記接触センサが備えられていてもよい。
The charging system according to
上記構成によれば、上記接触センサを用いて、上記第１および第２電極が、確実に上記第３および第４電極に接触したかの判定を行うことができ、電極の不安定な接触を防止することができるので、より確実性のある充電システムを実現することができる。 According to the above configuration, the contact sensor can be used to reliably determine whether the first and second electrodes have contacted the third and fourth electrodes. Therefore, a more reliable charging system can be realized.
本発明の態様１３における充電システムは、上記態様６において、上記距離測定部は、レーザ光を用いたセンサと超音波を用いたセンサとの少なくとも一方を備えていることが好ましい。
In the charging system according to
上記構成によれば、精度よく上記自律移動体を位置決めできるので、確実にドッキングできる充電システムを実現できる。 According to the above configuration, since the autonomous mobile body can be accurately positioned, a charging system that can be reliably docked can be realized.
本発明の態様１４における充電システムは、上記態様６において、上記距離測定部は、異なる箇所に２つ備えられており、一方の距離測定部はレーザ光を用いたセンサを備えており、他方の距離測定部は超音波を用いたセンサを備えていることが好ましい。
The charging system according to
上記構成によれば、より精度よく上記自律移動体を位置決めできるので、より確実にドッキングできる充電システムを実現できる。 According to the above configuration, since the autonomous mobile body can be positioned more accurately, a charging system that can be docked more reliably can be realized.
本発明の態様１５における充電システムは、上記態様３において、上記接触センサは、上記第２方向において、所定距離を離して複数個が備えられていることが好ましい。
In the charging system according to
上記構成によれば、充電装置に対して、自律移動体が旋回方向に回転した位置に停止することによって発生する電極の片当たりを検出し、電極の不安定な接触を防止できる。 According to the said structure, the contact | abutting of the electrode which generate | occur | produces when an autonomous mobile body stops in the position rotated in the turning direction with respect to the charging device can be detected, and the unstable contact of an electrode can be prevented.
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、走行ロボットなどの自律移動体とドッキングし、上記自律移動体に備えられた充電式電源を充電する充電装置と、上記自律移動体と上記充電装置とを備えた充電システムに好適に用いることができる。 The present invention is suitable for a charging device that docks with an autonomous mobile body such as a traveling robot and charges a rechargeable power source provided in the autonomous mobile body, and a charging system including the autonomous mobile body and the charging device. Can be used.
１ 充電システム
１ａ 充電システム
１ｂ 充電システム
１ｃ 充電システム
１１ａ 走行ロボット側電極（第３電極）
１１ｂ 走行ロボット側電極（第４電極）
１２ スライドカバー
１３ 距離測定装置（距離測定部）
１４ 走行ロボット側通信装置（第２通信部）
１４’ 信号
１５ 駆動タイヤ
１６ 走行ロボット筐体
１７ 充電式電源
１８ 制御回路
１９ 駆動系回路
２０ 駆動モータ
２１ 弾性体
２２ スライドカバー固定部材
２３ スライドカバーロック機構
２４ スライドカバーロック検出センサ
２５ 第２の距離測定装置（距離測定部）
３０ 走行ロボット（自律移動体）
３０ａ 走行ロボット（自律移動体）
３０ｂ 走行ロボット（自律移動体）
３１ａ 充電装置側電極（第１電極）
３１ｂ 充電装置側電極（第２電極）
３２ 開閉式カバー
３２ａ 軸
３３ 直動アクチュエータ（延伸機構）
３４ 充電装置側通信装置（第１通信部）
３４’ 信号
３５ 充電回路
３６ 制御回路
３７ 直動アクチュエータ用コントローラ
３８ 操作スイッチ
３９ 直流電源
４０ 充電装置側の筐体
４１ 筐体フタ
４２ 直動アクチュエータ用部材
４３ 充電装置側電極固定部材
４４ 充電装置側電極固定部材
４４’ 充電装置側電極固定部材
４５ 矢印
４６ 開閉式カバーロック機構
４７ 開閉式カバーロック検出センサ
４８ 接触センサ
４８ａ 接触センサ
４８ｂ 接触センサ
５０ 充電装置
５０ａ 充電装置
５０ｂ 充電装置
DESCRIPTION OF
11b Traveling robot side electrode (fourth electrode)
12
14 Traveling robot side communication device (second communication unit)
14 '
30 Traveling robot (autonomous moving body)
30a Traveling robot (autonomous moving body)
30b Traveling robot (autonomous moving body)
31a Charging device side electrode (first electrode)
31b Charging device side electrode (second electrode)
32 Open /
34 Charging device side communication device (first communication unit)
34 '
Claims (14)
充電式電源を備えた自律移動体と、を備え、
上記自律移動体は、上記充電式電源に接続された第３電極および第４電極を備えており、
上記第３電極は、上記第２方向に沿って、複数個に分割されており、１個の上記第１電極に対して、複数個に分割された上記第３電極が接触し、
上記第４電極は、上記第２方向に沿って、複数個に分割されており、１個の上記第２電極に対して、複数個に分割された上記第４電極が接触し
複数個に分割された上記第３および第４電極の各々は、個別に、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることを特徴とする充電システム。 A charging device comprising a first electrode, a second electrode, and an openable / closable cover that protects the first and second electrodes, wherein the first and second electrodes extend outside the charging device. The first and second electrodes include a stretching mechanism, have a shape that is longer in a second direction perpendicular to the first direction than the first direction that is the height direction of the charging device, and the first direction. The openable cover is provided so as to rotate about an axis in the second direction located above or below the first and second electrodes, and is provided by the stretching mechanism. A charging device in which the openable cover is gradually opened as the first and second electrodes move, and the first and second electrodes are exposed ;
An autonomous mobile body with a rechargeable power source,
The autonomous mobile body includes a third electrode and a fourth electrode connected to the rechargeable power source,
The third electrode is divided into a plurality along the second direction, and the plurality of divided third electrodes are in contact with one first electrode,
The fourth electrode is divided into a plurality along the second direction, and the plurality of divided fourth electrodes are in contact with the one second electrode.
Each of the said 3rd and 4th electrode divided | segmented into plurality is individually movable along the moving direction of the said 1st and 2nd electrode by the said extending | stretching mechanism, The charging system characterized by the above-mentioned.
上記スライドカバーは、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の充電システム。 The autonomous mobile body includes a slide cover that protects the third and fourth electrodes,
The charging system according to claim 1 or 2 , wherein the slide cover is movable along a moving direction of the first and second electrodes by the extending mechanism.
上記充電式電源を充電する際には、上記自律移動体は、上記距離測定部によって測定された距離に基づいて、上記充電装置から所定距離に位置することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の充電システム。 The autonomous mobile body is provided with a distance measuring unit that measures the distance between the autonomous mobile body and the charging device,
When charging the rechargeable power source, the autonomous moving body, based on the distance measured by the distance measuring section, four claim 1, characterized in that positioned at a predetermined distance from the charging device The charging system according to any one of claims.
上記充電装置には、上記第１通信部と信号の送受信を行う第２通信部が備えられており、
上記充電装置は、上記第１通信部からの信号に基づいて、上記延伸機構による上記第１および第２電極の移動、上記充電式電源への充電の開始および上記充電式電源への充電の終了の少なくとも一つを行うことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の充電システム。 The autonomous mobile body includes a first communication unit,
The charging device includes a second communication unit that transmits and receives signals to and from the first communication unit,
The charging device is configured to move the first and second electrodes by the extension mechanism, start charging to the rechargeable power source, and end charging to the rechargeable power source based on a signal from the first communication unit. the charging system according to claim 1, any one of 5, wherein the performing at least one.
上記第３および第４電極における上記第１および第２電極と対向する面は、上記第１および第２電極における上記第３および第４電極と対向する面より小さいことを特徴とする請求項３または４に記載の充電システム。 The third and fourth electrodes have a shape in which the length in the moving direction of the slide cover is longer than the length in the direction orthogonal to the moving direction of the slide cover,
The third and the surface opposed to the first and second electrode of the fourth electrode claims, characterized in that less than a surface opposed to the third and fourth electrodes in the first and second electrodes 3 Or the charging system of 4 .
上記スライドカバーロック機構は、上記自律移動体に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることを特徴とする請求項３、４、７および８の何れか１項に記載の充電システム。 The movement of the slide cover is restricted by a slide cover locking mechanism provided in the autonomous mobile body,
The sliding cover locking mechanism, the charging system according to claim 3, 4, any one of the 7 and 8, characterized in that the locking or unlocking is controlled by a control circuit provided in the autonomous moving body .
上記開閉式カバーロック機構は、上記充電装置に備えられた制御回路により施錠または解錠が制御されることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の充電システム。 The movement of the openable cover is restricted by an openable cover lock mechanism provided in the charging device,
The charging system according to any one of claims 1 to 9 , wherein the openable cover lock mechanism is controlled to be locked or unlocked by a control circuit provided in the charging device.
上記支持部材において、上記第１および第２電極が固定された面には、上記接触センサが備えられていることを特徴とする請求項２に記載の充電システム。 In the stretching mechanism, the first and second electrodes are fixed to a support member that moves linearly,
The charging system according to claim 2 , wherein the contact sensor is provided on a surface of the support member on which the first and second electrodes are fixed.
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